工艺危害分析方法在过程安全管理中的应用实践

陈学忠

摘 要：工艺危害分析（Process Hazard Analysis，简称PHA）是过程安全管理的核心要素，即有组织地、系统地对工艺装置或设施进行危害辨识，能够为消除和减少工艺过程中的危害、减轻事故后果提供必要的决策依据。工艺危害分析关注设备、仪表、公用工程、人为因素及外部因素对于工艺过程的影响，着重分析着火、爆炸、有毒物泄漏和危险化学品泄漏的原因及后果。

关键词：工艺危害分析；安全管理；措施

对于化工企业来说，不同阶段选用合适的工艺危害分析方法，建立以工艺危害分析为基础的过程安全管理体系，并在不同的阶段，根据工艺复杂程度选用合适的分析方法进行工艺危害分析势在必行。

1 工艺危害分析方法

工艺危害分析方法可归纳为定性分析法、半定量分析法和定量分析法3种不同层次的方法。为了有效地识别工艺生产过程中的危害，化工行业开发了多种开展工艺危害分析的方法。常用的分析方法有如下8种：检查清单法（Checklist）、危害与可操作性研究（HAZOP）、提问法（What-If）事件树分析（ETA）、故障树分析（FTA）、保护层分析（LOPA）、故障模式及效果分析（FMEA）、泄漏扩散模型和事故后果模拟（QRA）。

1.1 定性分析法

HAZOP分析是一种用于辨识工艺缺陷、工艺过程危险及操作性问题的系统性的定性分析方法，在某化工公司项目危害研究步骤中属于第三步（HS3-详细设计完成之前）：第一步为概念阶段危害分析（HS1）、第二步为前端工程和项目设计（HS2）、第四步为施工设计验证（HS4）、第五步为开车前安全性审查（HS5-PSSR）和第六步项目结束/启动后审查（HS6-装置运行半年后）。HAZOP具体操作方法是：以系统工程为基础，用关键词为引导，找出过程中工艺状态的偏差，然后再继续分析造成偏差的原因、后果及可采取的对策。表1是某化工装置苯塔系统的HAZOP分析表。

如表1所示，脱轻塔的塔顶罐可能形成酸性物质水溶液，导致酸性腐蚀，脱轻塔内物料泄漏至环境中，如遇火源，可能导致火灾爆炸，人员伤亡。事实上，回流管线发生苯泄漏的情况，在化工行业并不罕见。根据HAZOP的建议项，除了在两个阀门间增加排放阀之外，还需要针对可能出现的严重后果制作应急预案，有针对性的加强应急演习。

1.2 半定量分析法

LOPA是一种半定量的风险评估技术，通常使用初始事件后果严重程度和初始事件减缓后的频率大小表征场景的风险。由于每一保护层在要求时都可能发生失效，所以必须提供充足的保护层来减小事故场景风险。在很多化工行业的过程安全管理中，都运用诸多自动化监控，但是这自动化监控一旦失灵，又没有相应的措施，那么其后果将不堪设想。就此方面，利用LOPA采取一系列有效措施，可使事故发生的后果降至最低。在过程安全管理中，具备多层独立的保护层是评估过程安全性的基础。对于一种触发事件，可开发并执行若干种独立的保护层。

1.3 定量分析法

对可能导致重大过程安全危害事故的场景，根据需要进行定量风险评估。通过计算分析事故后果的大小及相应的频率，可以得到事故对个人或社会造成的风险，并与风险可接受标准进行比较，判断是否可接受。

利用SAFETI事故后果模型软件，输入选定的参数，就可以自动计算分析出各种事故后果的影响范围。例如，模拟某管道破裂事故场景，具体操作如下：接出的管道由于施工、被撞击或其他原因而断裂，管道破裂事故发生后，可能产生气体扩散、爆炸等事故模式。设定有一个100mm的裂口，破裂处距地面高度1m，破裂地点为室外，计算结果如图1、图2所示。

2 工艺危害分析常见问题及措施

2.1 缺乏明确的工艺危害分析管理制度

不少推行工艺安全管理制度的企业，虽然开展工艺危害分析，但是没有明确的程序规定该如何有效地开展工艺危害分析工作。

企业或工厂需要明确开展工艺危害分析工作的具体要求，并将这些要求形成书面的文件。例如，明确哪些工艺系统在什么阶段需要开展工艺危害分析、应该采用哪些分析方法、对分析小组成员及组长的要求、企业或工厂可以接受的风险标准、对分析报告的要求、对跟踪完成建议项的要求、复审的要求以及各相关方的职责等等。

2.2 工艺危害分析报告不完整

有些企业虽然有非常详细的工艺危害分析记录，但是报告中却没有对应的P&ID图纸；也有些企业用新版P&ID图纸替代了开展分析时所采用的P&ID图纸。这两种情况都会严重影响报告的使用。

正确的做法应该是：在分析报告中附上当时开展危害分析时所使用的P&ID图纸，并宜在这些图上用不同颜色描出各个节点，以保证报告的完整性和可读性。

2.3 分析报告的建议措施未有效落实

有些企业雖然开展了工艺危害分析，却没有落实分析时提出的建议措施，要么是设施现场的客观条件限制了这些建议措施的落实，要么是出于经济方面的考虑而将它们搁置。对于分析过程中识别的某种危害，一般有很多解决的方法，分析小组在提出建议措施时应考虑工厂的实际情况，建议适当的、可执行的措施。此外，管理层对安全的认知和承诺，也是解决好工艺安全和经济投入矛盾的重要前提。

3 结语

在实施过程中，需要避免企业工艺危害分析过程中时常出现的问题，实现以工艺危害分析为基础带动其他工艺要素，建立过程安全管理体系。

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